Campanya meteocatpedra

Les projeccions climàtiques a l’SMC

Des de 2008, l’SMC ha realitzat diversos projectes per d’elaborar projeccions regionalitzades del clima pel segle XXI a Catalunya. Tot seguit es mostren detalls d’aquests projectes.

Informe escenaris climàtics segle XXI (2011)

Informe escenaris ESCAT (2012)

 

Primeres projeccions  (2008-2010)

El 2008, l’SMC va iniciar un projecte de tres anys per elaborar unes primeres projeccions regionalitzades del clima durant el segle XXI a Catalunya. Les projeccions que va realitzar l’SMC es van obtenir a través d’una tècnica de regionalització climàtica dinàmica (dynamical downscaling, en anglès) emprant el model mesoescalar MM5 niat a les condicions de contorn de les simulacions climàtiques del 4t Informe de l’IPCC (2007) obtingudes amb el model de circulació general acoblat atmosfera-oceà ECHAM5/MPI-OM a una resolució d’1,875º (aprox. 275 km). Es varen utilitzar tres dominis niats unidireccionalment de 135, 45 i 15 km de resolució horitzontal i 23 nivells verticals, i es varen emprar dos escenaris d’emissions possibles de l’Informe Especial sobre Escenaris d’Emissions (IEEE, 2000) per a la generació de les projeccions regionalitzades: un de sever (A2) i l’altre moderat (B1). Per a fer l’anàlisi en detall de les principals variables en superfície (temperatura a 2 m, precipitació, humitat relativa de l’aire i velocitat del vent a 10 m), s’han utilitzat les sortides del domini de 15 km.

Es va escollir el model MM5 perquè en aquell moment (any 2008) era un dels models numèrics de predicció a curt termini més àmpliament estesos entre la comunitat internacional de modelització atmosfèrica i un dels principals models operatius de predicció del temps a l’SMC. D’altra banda, es va escollir el model ECHAM5/MPI-OM perquè ha mostrat ser un dels models climàtics globals que reprodueixen millor el clima actual de la Terra sota els forçaments radiatius coneguts i, en especial, a la zona Mediterrània.

Les dades d’aquestes projeccions han estat utilitzades per a diversos projectes tant d’àmbit català, com espanyol i europeu. Part dels resultats es van publicar el 2010 al Segon Informe del Canvi Climàtic a Catalunya, publicat amb una col·laboració entre l’Institut d’Estudis Catalans (IEC), el Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible (CADS), l’Oficina Catalana de Canvi Climàtic (OCCC) i el Servei Meteorològic de Catalunya (SMC).

 

evol-ano_TMA-20C3M+21C-models-vs-OBS-18502100-catala

evol-ano_PMA-20C3M+21C-models-vs-OBS-18512100-catala

Figura 1. Evolució de les anomalies mitjanes anuals de temperatura (a) i precipitació (b) per al conjunt de Catalunya per al període 1860-2100 obtingudes a partir de les simulacions de diferents models climàtics globals desenvolupades en el sí del quart informe de l’IPCC (IPCC-AR4). Període de referència 1961-1990. OBS són les observacions, TMA, temperatura mitjana anual, PMA, precipitació mitjana anual, mit., mitjana, evol., evolució, precip., precipitació, P5, percentil 5 del conjunt de valors anuals de les simulacions i P95, el percentil 95. Dades extretes del World Data Center for Climate (http://cera-www.dkrz.de/CERA/. Elaboració pròpia).

La figura 1 representa l’evolucions anual de l’anomalia de temperatura i precipitació pel conjunt de Catalunya durant el període 1860-2100. Les dades són extretes de 40 simulacions realitzades amb 11 models diferents (48 i 13 respectivament pel cas de la precipitació) del quart informe de l’IPCC (2007), que combinen diversos escenaris d’emissions i diverses parametritzacions i sensibilitats climàtiques. Com a referència, també s’hi representen les anomalies mitjanes anuals observades de temperatura de 1869 a 2008 (dades extretes de Brunet et al., 2001, actualitzades amb dades de l’SMC) i de precipitació de 1898 a 2008 (Barrera-Escoda, 2008). Es pot observar com el rang de variabilitat produït pels models és comparable a l’observat o fins i tot major en el cas de la precipitació. És notable l’increment de temperatura projectat pels diferents models, el qual es troba fitat entre els 1,5ºC i 6ºC, amb un valor mitjà de 3,5ºC per a finals del s. XXI. Per altra banda, es veu que els valors de temperatura des de finals del segle passat es troben en el rang de valors del percentil 95 de les projeccions. Aquest fet posa de manifest que la gran majoria de models globals estan probablement subestimant l’augment en les temperatures i, per tant, l’augment projectat de temperatura per a aquest segle podria estar en la fita superior de les projeccions considerades. Finalment, caldria destacar la gran dispersió de resultats a l’evolució de la precipitació, tot i que malgrat aquesta diversitat de projeccions, domina la seva disminució al voltant d’un 25% cap a finals del s. XXI.

Informe escenaris climàtics segle XXI (2011)

 

El projecte ESCAT (2011-2012)

A finals de l’any 2011 es va iniciar aquest projecte desenvolupat entre el Barcelona Supercomputer Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) i l’SMC sobre projeccions climàtiques al Mediterrani nord-occidental a 10 km de resolució (1971-2050) mitjançant el model mesoescalar WRF-ARW. Els resultats del projecte es van presentar cap a finals del 2012. Es va escollir aquest model perquè és un dels principals models operatius de predicció a l’SMC i perquè actualment és un dels models numèrics de predicció a curt termini més àmpliament estesos entre la comunitat internacional de modelització atmosfèrica.

Per a desenvolupar les simulacions regionalitzades es van definir dos dominis d’integració niats unidireccionalment de 30 i 10 km sobre l’àrea d’interès i evitant discontinuïtats en els relleus orogràfics principals (veure figura 2). Es van emprar 33 nivells verticals sigma fins a un cim de l’atmosfera situat a 10 hPa, per tal de capturar adequadament els fenòmens de transport entre la troposfera i l’estratosfera. Les simulacions es van realitzar considerant tres escenaris d’emissions diferents: A2 (sever), A1B (intermedi) i B1 (moderat), definits a l’IEEE i dues simulacions globals.

Figura 2. Dominis d’integració definits al projecte ESCAT.

Aquestes projeccions són el conjunt de simulacions climàtiques a major resolució espacial que s’hagin elaborat fins al moment (any 2015) a nivell de Catalunya i van servir de base per a elaborar l’Estratègia Catalana d’Adaptació al Canvi Climàtic (ESCACC) realitzada per l’Oficina Catalana del Canvi Climàtic (OCCC) a finals de l’any 2012.

Informe escenaris ESCAT (2012)

 

El Tercer Informe del Canvi Climàtic a Catalunya (2014-2016)

L’SMC en col·laboració amb el BSC-CNS, l’Institut Català de Ciències del Clima (IC3) i el Grup de Física Ambiental de la Universitat de Girona està desenvolupant un treball de síntesi de totes les simulacions climàtiques globals i regionalitzades existents (tant pròpies dels diferents membres com de projectes internacionals) a la Mediterrània nord-occidental per a la redacció del capítol sobre simulacions climàtiques del Tercer Informe del Canvi Climàtic a Catalunya (TICCC) que es publicarà l’any 2016. Els principals resultats d’aquest estudi seran de gran utilitat per a l’avaluació dels impactes del canvi climàtic en diferents sectors socioeconòmics i per a la presa de decisions per part del Govern de la Generalitat.

 

Altres iniciatives sobre regionalització climàtica a la Península Ibèrica

Fins fa pocs anys existien pocs treballs a l’àmbit català o de la Mediterrània més occidental que haguéssin abordat el tema de la regionalització climàtica a altes resolucions espacials (≤ 15 km), tot i que últimament des de diversos centres d’investigació s’han desenvolupat un conjunt de simulacions regionalitzades fins a 12 km en el marc del projecte de coordinació internacional CORDEX.

Anteriorment al projecte CORDEX, els treballs que hi havia publicats o que estaven en curs se centraven en l’ús de tècniques estadístiques de regionalització. Així, l’informe de Brunet et al. (2009) presentava projeccions a nivell de tota la Península Ibèrica (PI) a uns 50 km de resolució espacial i emprant diferents tècniques estadístiques a partir de diferents models globals del Tercer Informe de l’IPCC (2001), els resultats de les quals són comparats amb les simulacions regionals climàtiques del projecte europeu PRUDENCE amb resolucions espacials de 50−70 km. Entre els pocs treballs que s’havien fet a Catalunya a molt alta resolució cal citar la tesi doctoral d’Altava-Ortiz (2010), la qual presentava projeccions només per a la precipitació per a tot el s. XXI al NE de la PI a través d’un mètode d’anàlegs aplicat al model ECHAM5/MPI-OM a uns 5 km de resolució espacial. A nivell de l’Estat Espanyol, tampoc hi havia molts estudis per a generar escenaris regionalitzats a alta resolució, però es pot citar el de Gutiérrez et al. (2010), en el qual es van elaborar projeccions de temperatura i precipitació per a Cantàbria a resolucions espacials de tant sols 1 km utilitzant una única tècnica de regionalització estadística a partir de tres models globals de l’IPCC (2007). Els resultats obtinguts es van comparar amb simulacions regionals del projecte europeu ENSEMBLES amb resolucions espacials de 25 km. Un altre exemple, era el treball de Montávez (2008), en el qual es van realitzar un conjunt de projeccions regionalitzades a partir d’una tècnica dinàmica per a tota la PI a una resolució espacial de 30 km i per al SE de la PI fins a 10 km de resolució.

Més recentment (any 2013) cal esmentar la publicació dels resultats dels projectes espanyols ESCENA i ESTCENA dins del Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático (PNACC), en els quals es van desenvolupar projeccions regionalitzades del clima de la PI per al segle XXI a uns 20 km de resolució espacial amb tècniques de regionalització només dinàmiques o estadístiques, respectivament.

Data d'actualització: 08.07.2016